Põhiline erinevus energia ja aine vahel on see, et energial puudub mõõdetav mass, samas kui ainel on mõõdetav mass.
Energia ja aine on füüsikas kaks väga olulist suurust. Neil mõistetel on väga oluline koht füüsika, relatiivsusteooria, astronoomia, kosmoloogia, astrofüüsika ja tähtede evolutsiooni valdkondades. Nende mõistete selge mõistmine on äärmiselt oluline, et üheski neist valdkondadest silma paista.
Mis on energia?
Energia on mitteintuitiivne mõiste. Mõiste "energia" pärineb kreeka sõnast "energeia", mis tähendab toimimist või tegevust. Selles mõttes on energia tegevuse taga olev mehhanism. Pealegi ei ole energia otseselt vaadeldav suurus. Siiski saame selle arvutada väliste omaduste mõõtmise teel.
Leiame energiat mitmel kujul. Kineetiline energia, soojusenergia ja potentsiaalne energia on vaid mõned. Varem arvasid inimesed, et energia on universumis säiliv omadus, kuid erirelatiivsusteooria areng muutis seda ideed. Relatiivsusteooria koos kvantmehaanikaga näitas, et energia ja mass on omavahel asendatavad. Seega tekib energia – universumi massisäilivus.
Joonis 01: elekter on energiavorm
Kui aga tuumasünteesi või tuuma lõhustumist ei toimu, säilib süsteemi energia. Kineetiline energia on energia, mis põhjustab objekti liikumist, samas kui potentsiaalne energia tuleneb objektis salvestatud energiast objekti asukoha, paigutuse või oleku tõttu. Lisaks tekib temperatuuri tõttu soojusenergia.
Teadlased usuvad endiselt, et selles universumis on ka teisi energiatüüpe, mis on alles avastamata. Nad on liigitanud selle energia tumedaks energiaks ja usuvad, et see moodustab suure osa universumi koguenergiast.
Mis on mateeria?
Varem oli mateeria “materjali” teine nimi. Selles kontekstis oli mateeria kõik, mis oli käegakatsutav. Ent kui Einstein postuleeris 1905. aastal relatiivsusteooria, lagunes peaaegu kõik klassikaline. Ta jätkas, et lained käitusid mõnikord osakestena ja osakesed lainetena. Seega tunti seda laine-osakeste duaalsusena. See viis massi ja energia liiduni; mõlemad kogused on aine kaks vormi.
Lisaks saame ainet kategoriseerida paljude kriteeriumide järgi. Füüsikalise vormi järgi võime selle liigitada gaasiks, vedelaks, tahkeks ja plasmaks. Tuvastamismeetodite abil saame selle eraldada tavalise ja tumeainena. Veelgi enam, mõõdetud koguse tüübi järgi on see kahte tüüpi: mass ja lained.
Joonis 02: Aine erinevad olekud ja võimalikud üleminekud nende vahel
Kuulus võrrand E=mc2 annab meile energiahulga, mille saame saada "m" massihulgast. Universumis on aine hulk säilinud. Lisaks põhjustavad päikesereaktsioonid tuumasünteesi, kus mass muutub energiaks. Suure energiaga footonite kokkupõrked tekitavad aine-antiaine paarid, kus energia muundub aineks. Relatiivsusteoorias ei ole mass absoluutne suurus. Vaatleja suhtes suure kiirusega liikuv mass näitab rohkem massi kui puhkemass.
Mis vahe on energial ja ainel?
Energia on võime teha tööd, samal ajal kui aine on mis tahes aine, millel on mass ja mis võtab ruumi oma ruumala tõttu. Niisiis, peamine erinevus energia ja aine vahel on see, et energial pole mõõdetavat massi, samas kui ainel on mõõdetav mass. Samamoodi pole energial ruumala, samal ajal kui ainel on mõõdetav maht. Seetõttu on ül altoodust tulenev teine oluline erinevus energia ja aine vahel. See on; energia on objekti omadus, samas kui aine on mis tahes objekt, millel on mass ja maht.
Allpool olev infograafik näitab rohkem energia ja mateeria erinevustega seotud võrdlusi.
Kokkuvõte – energia vs mateeria
Energia ja aine on omavahel tihed alt seotud terminid. Veelgi olulisem on see, et ainel on kaks vormi: energia ja mass. Aine on mis tahes aine, millel on mass ja ruumala, kuid energia on aine omadus. Seega on peamine erinevus energia ja aine vahel see, et energial puudub mõõdetav mass, samas kui ainel on mõõdetav mass.
